論現場總線控制系統在電廠輔控系統聯網中的應用

康曉春

摘 要：隨著我國經濟發展水平的不斷提高，電力行業得到顯著發展，電網建設取得了顯著成就，文章將基于現場總線的輔控系統特征分析總線相關硬件產品，進而實現綜合監控與管理效果，文章使用以太網協議轉換，將網絡系統連接到以太網上，進而實現管控一體化。

關鍵詞：現場總線；控制系統；電廠輔控系統；聯網應用

當前，電廠輔控系統在分布上存在一定間距，并且能夠對不同邏輯進行控制，但缺少控制網網絡系統對其監控，在監控上造成了較大阻礙。隨著信息技術的進步與發展，工業數據通信與底層控制都對網絡功能提出了更高的要求。現場總線是自動化領域中使用較為普遍的技術，傳統設備控制回路信號使用一對一連接方式，而現場總線控制系統網絡則能夠將通信信號串聯起來，進而提供多樣化的控制信息。

1 現場總線輔控系統特征與相關產品

1.1 輔控系統特點

成本低。現場總線輔控系統初期階段的效益較高，并且在工程設計與安裝上費用非常低，具有長期的經濟效益，在網絡化設備維護與管理上成本低。為此，其長期的經濟效益非常顯著，投資成本回收快。

系統功能強大。設備信息可以通過網絡在數字通信下訪問。檢查設備狀態不能脫離工作站，要設定出新的程序對設備進行重新組成或者是診斷；在一條絞線網絡中，現場總線傳輸速度最快，能夠同時傳輸多個測量點，得到更多的測量值；診斷范圍較廣，操作人員只需要使用維護工具便能夠對現場儀表進行訪問。在故障診斷上更為精確、周密。

1.2 傳輸精度較高

現場總線能夠使用數字信號實現數據傳輸，并能克服DCS轉換，將數據輸入到A/D通道中轉換，并能夠對傳輸過程中產生的誤差進行判斷，進而使數據的傳送精度提高[1]。在PROFIBUS與FF中標準值都是采用的34浮點格進行存儲與處理與傳送的，但系統則始終保持并在6個精度值范圍內。這是因為浮點格式下的數值都代表著一個工程單位，不需要再對其進行轉換或者是定量，并能使組態工作情況簡化。

1.3 現場總線硬件

傳統形式的PLC中，系統硬件包含的系統軟件有PLC系統軟件、編程軟件、PLC硬件，在技術上封閉性較強，且在FCS中，工業PC平臺上使用的FCS情況較多，系統軟件將不對控制器、L/O、現場硬件設備進行捆綁，能夠在工業PC+Windows/NT等硬件平臺上使用，以Profibus為例，可以使用STEP6編程軟件組態軟件運營[2]。

2 現場總線技術在電廠輔控系統中的應用

2.1 電廠輔控系統情況

電廠輔控系統中包含水、煤、灰等系統，即使這些系統在距離上相距較遠，但在邏輯控制上相互保護聯鎖。為此，通常情況下，下位機能夠對PLC單獨控制，并且在不同系統中采用的PLC控制效果也不同。上位機則能夠對PC機進行控制，在上位機房中可以直接建立發電廠，并在其中設置一個上位機，對這些系統進行實時監控。但是，上位機房就地控制室與集控室相距較遠，監控上增加了難度[3]。電廠為了使管理更加方便，會再建一個輔控系統監控網絡，將不同的輔控系統連接起來。具體見下圖1所示，這種連接方式即使規劃簡易，但成本較高。

企業為了使投資成本得到控制，在市場競爭中獲得優勢，會在生產、管理、市場營銷環節上組成一個統一的網絡系統，進而定制出一個功能層次分明的策略，最終實現一體化管理目標，實現綜合自動化控制。現場總線控制系統技術上發展較快，但是輔控系統并不是一個連續過程，一旦某個設備節點出現問題，將對整個主機網絡運行造成阻礙。為此，采用現場總線控制系統與主機系統相連則能夠為系統開發創造依據。

2.2 現場總線具體應用

隨著電力系統的不斷完善與健全，電力建設已經邁向了新時期，電廠在建設與規劃上也將越來越完善。一旦電廠輔控中應用了現場總線控制技術，將能夠使系統監控與輔控組合到一起，這樣將使管理與維護更為方便，進而構建出一個系統化的網絡控制室，使成本得到控制。據有關工程實踐顯示，使用這種總線控制方式能夠使安裝成本節省到50%左右。

當前，控制網絡與上層網絡使用的連接方式有：使用專用網關對通信協議進行轉換，將總線網絡連接到DCS以太網上；將現場總線的網卡與以太網設置到PCI插孔中，實現對PC機內數據的轉換。接入Web服務器，直接將其裝置在PC機內完成數據轉換，使用Web專用的服務器與數據瀏覽器對信息進行動態交互。最后一種方式的使用前提是必須將控制設備嵌入到Web服務器中，這樣能夠實現其與互聯網的連接，與外界信息溝通上將更為順暢。

3 結束語

在電廠輔控系統聯網中應用現場總線控制網絡能夠避免出現信息孤島狀況，實現數據的集中監控與傳送，為信息系統溝通提供了依據。并且現場總線控制系統具有通信、分散、互動效果，對現場總線控制系統建設有重要意義。

參考文獻

[1]李叢紅.大型火電廠輔助車間全廠聯網控制在蘭溪發電廠的應用[A].全國火電大機組（600MW級）競賽第十二屆年會論文集[C].2011：164-168.

[2]白德龍.新建火力發電廠中輔助生產系統集中監控網絡的建設與應用[A].2008電站熱工控制研討會暨自動化信息化技術交流年會論文集[C].2010：248-253.

[3]李建東，張秀原，任繼東，等.張家口發電廠8×300MW機組實現全廠輔助系統集中監控建設成果應用研究[A].全國火電大機組（300MW級）競賽第三十八屆年會論文集[C].2010：484-491.